奶牛过瘤胃氨基酸简介

一.奶牛的蛋白质及氨基酸的需求和来源1.蛋白质是奶牛日粮的主要限制性营养成分之一.饲料蛋白质进入瘤胃,经微生物作用,大部分被降解成氨,生成的氨除用于微生物合成菌体蛋白外,其余的氨被吸收随血液进入肝脏合成尿素,一部分返回瘤胃再利用,另一部分从尿液排出.小肠的代谢蛋白质（MP）是指被瘤胃以后消化的真蛋白质和被小肠吸收的氨基酸部分，主要有3部分组成，瘤胃合成的微生物蛋白质（MCP），瘤胃非降解饲料蛋白质（UCP），少量的内源蛋白质（ECP）研究表明,即使瘤胃微生物蛋白质合成达到最大程度,进入小肠的微生物蛋白质仍难以满足高产奶牛产奶的需求,而大量增加日粮蛋白质饲喂量,随之会增加瘤胃内蛋白质的降解量,造成蛋白质资源的浪费.为了减少瘤胃内蛋白质的降解损失,曾采取各种措施以提高日粮中UCP(非降解蛋白质)的量,弥补微生物蛋白质的不足,最常用的是在日粮中添加含UCP 的鱼粉、血粉、羽毛粉、玉米面筋等对蛋白质进行保护处理，但日粮中过多的UCP代替RDP（瘤胃降解蛋白质）会出现以下问题：①在日粮中用非降解蛋白质代替降解蛋白质，会影响微生物蛋白质的合成，导致进入小肠的微生物蛋白质数量下降。

②可代谢蛋白质的氨基酸组成不平衡会影响牛奶的产量。

就氨基酸含量和瘤胃发酵能力来说，鱼粉是蛋氨酸的良好来源．羽毛粉支链氨基酸含量丰富，血粉含较多的赖氨酸，但蛋氨酸含量低，玉米面筋粉是亮氨酸的良好来源．但赖氨酸含量低。

结果饲喂某种氨基酸含量低的过瘤胃蛋白质，就会加重该种氨基酸的缺乏。

③过瘤胃蛋白质在小肠内也可能不容易消化。

④不同来源的过瘤蛋白质的消化产物相互作用，降低了自身的营养价值。

⑤瘤胃内环境的改变，微生物台成效率的降低．食糜通过率的加快都会影响过瘤胃蛋白质的功效。

⑥另外，用喂过瘤胃蛋白质不仅成本高，而且会影响奶牛的健康和生产状况这是困为奶牛必须代谢过量的氨基酸和排除过剩的氮素，从而也会造成环境污染。

由于过瘤胃蛋白质存在一定的局限性，因此人们把研究重点转移到过瘤胃氨基酸上。

2.氨基酸2.1瘤胃微生物的氨基酸组成：稳定，平均，总量不足2.2氨基酸赖氨酸和蛋氨酸是泌乳奶牛的第一和第二限制性氨基酸牛奶由87%水分和13%固形物组成，其中乳蛋白比例约为固形物的四分之一，乳蛋白主要由酪蛋白，白蛋白和球蛋白组成。

由于特定的遗传密码决定乳蛋白组分，氨基酸根据遗传密码参与蛋白质合成，这些乳蛋白的氨基酸组成也就可能不同。

赖氨酸和蛋氨酸普遍认为是泌乳奶牛的第一和第二限制性氨基酸，占牛奶氨基酸含量的10%，赖氨酸主要用于乳蛋白合成，蛋氨酸主要影响乳脂合成。

赖氨酸和蛋氨酸的缺乏将严重限制乳蛋白合成或产量。

赖氨酸和蛋氨酸所以是泌乳奶牛的第一和第二限制性氨基酸，主要因为蛋白质饲料赖氨酸和蛋氨酸含量远远低于牛乳和瘤胃微生物的含量NRC提出MP 最大用于乳蛋白生产的赖氨酸和蛋氨酸含量分别为7.2%和2.4%，这个推荐量在实际生产往往不能实现。

持续试验表明，当玉米蛋白作为主要的过瘤胃蛋白时，则赖氨酸明显为第一限制性氨基酸；当玉米蛋白供给很少，而豆粕为主要的过瘤胃蛋白质时，则蛋氨酸明显为第一限制性氨基酸。

虽然MCP含有较高比例的赖氨酸和蛋氨酸，但由于饲料进人小肠的非降解蛋白质中的赖氨酸和蛋氨酸不平衡，结果导致在小肠可消化粗蛋白质中赖氨酸和蛋氨酸的不平衡。

以豆粕为例，含粗蛋白质(CP)458 g/kg，赖氨酸/CP=0.061，蛋氨酸/CP=0.0141，可降解蛋白质=240 g/kg，非降解蛋白质=218 g/kg，则: 小肠可消化粗蛋白质中的赖氨酸比例 =0.067；小肠可消化粗蛋白质中的蛋氨酸比例 =0.0176. 可见该豆粕样品的赖氨酸能满足需要，但蛋氨酸尚缺乏 0.020 9-0.017 6=0.003 3，有待平衡。

二.过瘤胃氨基酸1.类型1.1氨基酸类似物、衍生物、聚合物氨基酸类似物主要有蛋氨酸羟基类似物 (DL-2-羟基-4-甲硫丁酸、HMB、MHA)、N-羟甲基蛋氨酸钙、1，2-N-羟甲基赖氨酸钙盐。

应用最多是 HMB，过瘤胃原理是HMB比蛋氨酸更能抵抗瘤胃微生物的降解，避开了瘤胃内的脱氨基和转氨基作用，部分被微生物降解并转化为蛋氨酸，大部分直接通过瘤胃壁或在小肠被吸收，在酶的作用下转化为蛋氨酸被利用，过瘤胃效果至少可达40%。

HMB目前用作包被氨基酸的替代品，较著名的产品是诺伟司生产的 Alimet。

1.2包被氨基酸选择对 pH 敏感的包被材料对氨基酸进行包被利用瘤胃(pH5．4)与真胃(pH 2．4)pH 的差别，在瘤胃中包被材料起到保护作用，而在真胃中包被材料被分解，将氨基酸释放出来。

常用的材料有高分子聚合物、脂肪，另外还有变性蛋白、纤维素及其衍生物等。

这类产品质量受包被材料、包被厚度、颗粒大小和加工工艺的影响。

聚合物包被中最著名的产品是法国 Adisseo公司生产的 smartamine M，是利用苯乙烯和 2-甲基一5一乙烯基吡啶共聚物包被生产的产品。

由于包被层依赖于严格的 pH，青贮料 pH 过低 (pH<3．6)会降低其有效性，在瘤胃 pH 低的饲养条件下(如高精料日粮)，这些产品的利用也受到限制。

脂肪包被氨基酸多用 C ～C 的脂肪和脂肪酸，采用挤压、冷喷、微胶囊化技术进行包被，其产品氨基酸含量占总重量的 30 左右，产品的缺点是不仅氨基酸含量低，而且还容易发生氨基酸过度保护问题。

1.3微胶囊技术微胶囊技术是指利用天然的或合成的高分子材料将固体或液体活性物质包裹成直径 1～500 μm 的微小胶囊，可保护和控制营养物质释放，在食品工业中应用比较多，近年在饲料中开始应用。

所用包被材料一般有：明胶、阿拉伯胶、桃胶、海藻酸钠、环糊精、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、乙基纤维素、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚酰胺等，目前包被氨基酸的材料有长链脂肪酸、甘油三酯和脂肪酸钙、氢化脂肪酸、乙基纤维素、pH敏感聚合体，其制备方法有物理方法、化学方法和物理机械法。

2.效果2.1过瘤胃蛋氨酸①经过实验组与对照组相比，奶牛血浆中蛋氨酸平均含量提高24%。

有效预防奶牛氨基酸缺乏症；②提高基础日粮的营养效果；③提高产奶量。

奶牛平均日产奶量可以提高1.0-2.5公斤；④提高奶的乳脂率。

因基础日粮的原因不能产出高品质奶的情况下，乳脂率在原基础上可以增加0.22-0.33个百分点，效果十分明显；⑤提高乳蛋白率。

乳蛋白率在原基础上可以增加0.16-0.21个百分点。

从而大大提升奶的品质；2.2过瘤胃赖氨酸①可增加赖氨酸在真胃、小肠内吸收，促进乳蛋白合成，从而提高奶中蛋白质的含量。

②实验证明，奶牛血浆中赖氨酸平均含量提高75%，有效防止奶牛氨基酸缺乏。

③提高产奶量。

平均每头奶牛日产奶量提高1.0-1.5公斤；④提高乳蛋白率。

提高0.16-0.21个百分点。

效果十分明显，经济效益可观。

2.3其他2.3.1对蛋白质利用和菌体蛋白合成的影响瘤胃微生物可以用低质量的氮源转变成高质量的菌体蛋白，所以研究添加过瘤胃氨基酸对菌体蛋白合成及蛋白质利用的影响具有重大意义。

2.3.2对奶牛免疫功能的影响堪萨斯州立大学Brazle选用平均体重 133 kg犊牛，日粮中添加过瘤胃氨基酸 56 g／d，与对照组相比，改善了饲料利用率，降低了医药费。

据报道，奶牛日粮中补加蛋氨酸锌，可降低奶中体细胞数 33.66%，并减少乳房炎的发生。

2.3.3对干物质采食量的影响据报道，在泌乳初期的荷斯坦奶牛日粮中添加不同水平的过瘤胃蛋氨酸，试验结果表明，干物质采食量并不受过瘤胃蛋氨酸水平影响。

3. 过瘤胃氨基酸的稳定性检验常用的方法有体内法、半体内法和体外发酵法 (人工瘤胃法 )。

体内法是用基础日粮与被测饲料在不同时间段内，瘤胃样中总游离氨基酸的相差来计算氨基酸在瘤胃中的动态释放率。

缺点是误差过大。

体内法最接近动物的生理条件，它仍然是评定和校正其它方法的首选参考标准。

半体内法是最为常用的一种方法，即用尼龙袋测定过瘤胃氨基酸的释放率，可靠性较好，但其结果易受试验动物个体生理条件的影响，被测样品未经咀爵和反刍，引起对释放率的低估。

体外发酵法操作更加便捷、容易标准化、重复性好，逐渐成为研究的重点。

体外发酵法(人工瘤胃法)主要分为短期人工瘤胃法和长期人工瘤胃法。

短期人工瘤胃法将过滤后的瘤胃液与被测饲料在一定条件下 (厌氧环境、38～ 39℃、pH6．7～6．9)共同培养一段时间后，分析被测饲料营养素的降解率。

其缺点是发酵罐内的发酵终产物不能外移，与反刍动物瘤胃食糜外排的生理规律不相符，影响测定结果的稳定性和准确性。

3.影响过瘤胃氨基酸利用效果的因素3.1处理方法过瘤胃氨基酸包被材料的选择、包装方法和合成过程等因素都会不同程度的影响产品品质。

研究表明，动物油包被处理蛋氨酸效果明显好于氢化棕榈油包被处理。

周丽霞等应用均匀设计研究过瘤胃氨基酸的合成工艺，借助计算机选择合成工艺中的最佳因素水平，使合成产物的吸收率达到最佳水平。

影响产物吸收率的因素有：反应物之间的原料配比、反应时间、反应溶剂用量和反应温度等。

过瘤胃氨基酸也会出现“过度保护问题”。

因此，必须注意氨基酸包被材料、包被方法的选择，同时兼顾氨基酸的生物利用率。

3.2日粮在以青贮料为基础的混合日粮中，青贮玉米的 pH值过低(低于 3．6)会使过瘤胃氨基酸在瘤胃内被降解在以玉米或大麦为基础日粮时，赖氨酸和蛋氨酸是限制性氨基酸。

因此，日粮因素也值得注意。

3.3添加量和添加时期过瘤胃氨基酸的添加量不仅由日粮中蛋氨酸或其他氨基酸缺乏情况来确定，而且由成本和其他蛋白源的可利用性来确定。

一般来说，泌乳期奶牛日粮添加过瘤胃蛋氨酸 3～15g／d，对干物质采食量没有不利影响，然而高水平添加会降低饲料适口性从而影响采食，而且也会造成氨基酸的浪费。

添加过瘤胃氨基酸的最好期为分娩前 2～3周至泌乳大约 150d。

也有人发现添过瘤胃蛋氨酸、赖氨酸对生长牛来讲能显著提高生产性能，而对于成年牛则无此影响。

3.4问题①包被易破坏②不同生长时期的需求不同，添加量和添加时机？③目前的研究大多基于单AA的研究，复合AA的情况和效果？。